席亮

（上海开放大学普陀分校信息工程系 上海市 200062）

1 引言

近年来量子信息处理技术得到了较多关注，将量子力学理论中的假设和基本思想作为一种数学工具，引入到经典计算机中与现有算法相结合，可在特定领域中提供一种崭新的解决方案，称之为量子衍生算法。例如文献[1]提出了量子衍生神经网络、文献[2]介绍了量子遗传算法。Eldar 等率先提出了量子衍生信号处理算法[3]，Tseng 等将量子衍生理论用于数字图像处理领域，设计了图像边缘检测、图像加密等量子衍生图像处理算法[4]。文献[5]-[6]介绍了用量子比特来表示数字图像的方法，并基于此设计了量子衍生自适应中值滤波和图像边缘检测等算法，本文作者在文献[7]-[9]中实现了量子衍生图像融合以及量子半色调算法。

图像分割是数字图像处理学科研究的一个重要问题，目前图像分割技术被广泛应用于卫星遥感图[10]、医学影像分析[11]、道路交通监控等领域。基于图论的图像分割方法是近年来图像分割领域研究的热点，基本思想是把数字图像转化为图，然后用图的最小割算法实现图像的分割。Boykov 等人提出了著名的图割算法（GraphCut）[12]，Rother 等人对GraphCut 算法做出改进，提出了GrabCut 算法[13]，取得了较好的分割效果。本文基于量子衍生图像处理方法和Grabcut 算法，设计了一种新的图像分割方法，仿真实验表明该方法在没有人工控制的情况下，能够实现图像的有效分割，且耗时较少。

2 图像的量子表示及关联分解

2.1 图像的量子表示

传统的计算机是建立在比特的概念之上，每一个比特位都处于0 或1 的状态，量子计算则是建立在量子比特概念之上。……